4. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по взвешенным веществам и по растворенному в воде кислороду

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по взвешенным веществам. Предельно допустимое содержание взвешенных веществ m, г/м³, в спускаемых в водоем сточных водах определяют по формуле:

m = P(aQ/q + 1) + b , (1.9)

где P – допустимое санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, г/м³; Q – наименьший среднемесячный расход воды в водоеме 95 %-ной обеспеченности, м³/с; b – содержание взвешенных веществ в водоеме до спуска в него сточных вод, г/м³.

Степень необходимой очистки по взвешенным веществам может быть определена в %:

Э = (С – m)×100/C , (1.10)

где С – содержание взвешенных веществ до очистки, мг/л.

Расчет необходимой степени очистки сточных вод по растворенному в воде водоема кислороду. В соответствии с правилами спуска сточных вод в воде водоема после смешения ее со сточной водой содержание растворенного кислорода должно быть не ниже 4 мг/л, а для рыбохозяйственных водоемов I вида – 6 мг/л. Исходя из этого, можно определить допустимую для данного водоема максимальную БПК спускаемых сточных вод.

Допустимая БПК_полн сточных вод, сбрасываемых в водоем, исходя из условий минимального содержания растворенного кислорода, выражается уравнением:

, (1.11)

где l_ст, L_р – полное биохимическое потребление кислорода соответственно сточными водами и речной водой, г/м³; Q – расход воды в реке, м³/сут; О_р – содержание растворенного кислорода в речной воде до места спуска сточных вод, г/м³; О – минимальное содержание кислорода в воде, принимаемое равным 4 или 6 г/м³; 0,4 – коэффициент для пересчета БПК_полн в двухсуточное.

Расчет необходимой степени очистки по БПК_полн учитывает самоочищение сточных вод в водоеме за счет биохимических процессов, а также разбавление сточных вод водами водоема. Допустимую БПК_полн сточной жидкости при выпуске ее в водоем определяют по формуле:

, (1.12)

где k_ст, k_р – константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой; L_п.д – предельно допустимая БПК_полн смеси речной и сточной воды в расчетном створе; для водоемов питьевого и культурно-бытового водопользования I и II категории эта величина принимается соответственно равной 3 и 6 мг/л; l_p – БПК_полн речной воды до места выпуска сточных вод, мг/л; t – продолжительность перемещения воды от места выпуска сточных вод до расчетного створа, равная отношению расстояния по фарватеру от места выпуска вод до расчетного створа к средней скорости течения воды в реке на данном участке υ_ср, сут.

Необходимую степень очистки Э определяют в %:

Э = (l_a – L_ст)100/L_a , (1.13)

где L_a – БПК_полн сточных вод, поступающих на очистку.

5. Расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию вредных веществ

Вредные и ядовитые вещества, входящие в показатели качества сточной воды, весьма разнообразны по своему составу. Они нормируются по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ), под которым понимается наиболее вероятное неблагоприятное воздействие каждого вещества. По ЛПВ все вещества в водоемах питьевого и культурно-бытового пользования разделены на три группы, содержащие санитарно-токсикологический ЛПВ, общесанитарный ЛПВ и органолептический ЛПВ.

Санитарное состояние водоема при сбросе в него со сточными водами вредных и ядовитых веществ считается удовлетворительным, если соблюдаются два основных условия: предельно допустимая концентрация каждого вещества, входящего в определенный лимитирующий показатель вредности, уменьшена во столько раз, сколько единиц вредных веществ присутствует в сточных водах и водоеме; сумма концентраций всех веществ, выраженных в % от соответствующего ПДК для каждого вещества в отдельности, не превышает 100 %:

, (1.18)

где – расчетная концентрация i-го вредного вещества в расчетном створе; – предельно допускаемая концентрация соответствующего вещества; i – число вредных веществ с одинаковым ЛПВ.

Из выражения (1.18) следует, что каждое вещество (в условиях одновременного присутствия с другими вредными веществами из одной группы ЛПВ) в расчетном створе водопользования должно иметь концентрацию:

, (1.19)

где – предельно допускаемая концентрация расчетного вещества.

Концентрация каждого из растворенных вредных веществ С_o в очищенных сточных водах может быть определена из выражения:

С_o n( – ) + , (1.20)

где – максимальная допускаемая концентрация расчетного, вычисляемая по формуле (1.19) с учетом максимальной концентрации и ПДК всех компонентов, относящихся к одной группе ЛПВ; – концентрация определенного вещества в воде водоема до сброса стоков.

При очистке сточных вод различные вредные вещества определенной группы ЛПВ очищаются неодинаково. Для расчета степени очистки по вредным веществам в первую очередь должна определяться степень очистки того вещества, которое наиболее трудно извлекается. Степень очистки этого вещества в процентах можно установить по формуле:

. (1.21)

Поскольку остальные вещества данной группы ЛПВ имеют более высокий эффект очистки, то выражение (1.18) будет всегда выполняться.